带罩天线系统是超高速飞行器等重大信息化装备的重要组成部分。天线罩会造成天线阵列的和差波束畸变,进而引起瞄准误差。电磁计算是分析此类问题的现代化手段,瞄准误差对计算精度要求很高,但矩量法(MoM)等精确数值方法的计算量和存储量都很大,难以实现瞄准误差的精确高效仿真,而基于电磁仿真方法的优化补偿任务更加难以完成。针对带罩天线系统MoM精确仿真所面临的计算量和存储量大问题,采用高阶基函数将MoM复数稠密矩阵阶数降低一个量级(相对于RWG基函数),同时结合大规模并行计算技术大幅提高算法仿真能力。与快速多极子等基于迭代解法的方法相比,本文使用基于LU分解的直接解法求解矩阵方程,因而避免了迭代解法可能出现的收敛慢或不收敛问题。针对带罩天线系统优化问题,通过引入变异算子及自适应特性权重来提高粒子群算法的全局寻优特性,以保证在多维度优化时算法能够准确快速地收敛到最优解。将电磁仿真与优化算法相结合,研究了基于阵元幅相调控的带罩天线系统和差波束优化方法,其瓶颈在于优化算法迭代过程中重复求解MoM矩阵方程,需要消耗大量时间。为了消除该瓶颈,设计了基于天线阵列本征解的优化方法,通过本征解的线性组合即可高效计算阵元幅相调整后天线阵列的辐射特性,显著提高了算法优化效率。提取天线阵列本征解本质上是求解具有多个右端向量的MoM矩阵方程,该方法只需进行一次矩阵分解,这也正是直接解法的优势所在。在工程应用方面,首先以基站天线优化为例,通过调整基站天线阵元间距、各阵元幅相、基板大小来优化天线辐射方向图,达到了期望指标。然后,对于电尺寸更大、优化变量更多的带罩天线阵列,利用并行高阶MoM提取每个阵元的本征解,基于本征解实现了大型带罩天线系统和差波束的高效优化,满足了工程需求。本文方法已应用于航天领域大型带罩天线系统的瞄准误差快速优化,解决了该应用中长期以来无法精确仿真与优化的难题。